型钢十字柱制作工艺

1、目录一、编制依据1二、工程概述1三、工艺特点1四、材料选用和管理2五、十字柱加工工艺4六、检验24七、保证措施25一、编制依据根据图纸要求、工程设计具体情况及以下相关资料进行制作方案的编制。采用的国家及行业的有关技术、验收的标准、规范：1、钢结构设计规范（GB500172003）2、建筑结构可靠度设计统一标准（GB500682001）3、钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001）4、低合金高强度结构钢 （GB/T1591）5、钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 （GB3632）6、钢结构用高强度大六角头螺栓 （GB/T1228-91）7、钢结构工程施工质量验收规范（YBJ216）8、

2、钢结钩高强度螺栓连接设计、施工验收规程 （JGJ82-91）9、建筑钢结构焊接技术规程 （JGJ81-2002）10、气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝 （GB/T8110-95）11、建筑地面工程施工质量验收规范 （GB50209-2002）二、工程概述扬中奥体中心是扬中市的重点项目，中间一部分之所以选用钢结构，是因为其重量轻，抗震性能好，占地面积小，具有良好的空间感，而且具有它特有的环保优势。因此目前越来越多的高层采用钢结构作为其主体结构，而十字柱在高层建筑中相当普遍，所以扬中奥体中心的钢结构主要是十字柱，是由于它构造简单，且刚性强。三、工艺特点3.1、扬中奥体中心的十字柱由于其主材均为厚板

3、，因此在主材的拼板和构件的组装焊接前要注意预热，以防止出现焊接缺陷。3.2、由于构件的长度比较长，所以构件熔透量大，因此焊接变形较大。3.3、翼缘板宽度较窄，所以翼缘板变形校正也较为困难。3.4、十字型构件组装时H型钢与T型钢的装配精度要求较大。3.5、十字柱型构件焊接时整体收缩应力所造成的焊接变形较大，且变形的矫正比较困难。四、材料选用和管理4.1、钢材的选用按图纸和设计要求选用合适的钢材。4.2、焊接材料的准备4.2.1、根据图纸说明及工艺要求选择与主材相匹配的焊丝焊剂，焊材有合格证书，并保证在有效期限内使用，本工程十字柱选用的是Q345B。（见表1）表1序号母材埋弧自动焊-SAWCO2气

4、保焊-GMAW手工焊-SMAW1Q345H10Mn2+SJ101ER50-6E5016、E50154.2.2、在施工以前焊材必须已经经过烘烤，常用焊材烘焙温度。（见表2、表3）表2焊 材烘焙温度（°C）烘焙时间（h）备 注类别型号焊剂HJ43125011.5焊剂HJ35035012焊剂SJ10135012注：焊材说明书上无规定时，按照以上执行。 表3干燥时间及温度保温温度准许露天时间焊接材料温度（）时间（h）（）（h）E5015 E5016350400120/HJ4312502.02.512024.3、钢材在进料时应核对材料质量证明书，并对材料的牌号、规格、数量、外观质量等物进行检验

5、。不同规格的材料单独堆放。加工所剩余料，应标明材质、规格后退库并登记。4.4、焊材到厂时由材料管理员依购料清单对材质、规格、数量、炉批号逐一核对，并对所有焊材进行登记。所有焊材必须附有原制造厂家提供的质量合格证明书。4.5、焊材应由专人发放，并作好发放记录；焊工应按工程要求从仓库领取合格的焊材，领取的焊条必须置于保温筒中，随用随取。4.6、焊条、焊剂要按规定烘烤。烘干焊条时，应防止将焊条突然放进高温炉内，或从高温中突然取出冷却，以防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂脱皮现象；焊条烘烤次数不得超过三次。4.7、螺栓、小零件及加工完成配件，应集中管理，并于适当处所标示工程类别、材质规格等。钢板、型钢等

6、材料需作工程、材质、规格等标示。4.8、材料应有序堆放。为防止变形，材料应平整地放在胎架上。4.9、焊材应置于干燥、通风处进行保存；表面生锈的焊丝不得使用。4.10、焊接材料按使用说明书或下表要求烘干保温，并有烘焙记录备查。五、十字柱加工工艺5.1、十字柱加工流程（见图1）： 图1十字柱加工流程5.2、原材料检验和验收5.2.1、Q345B钢：应符合低碳钢高强度结构钢GB/T1591的要求。5.2.2、所有原材料（包括钢材及焊材）必须附有原制造厂家提供的质量合格证明书。5.2.3、钢材表面不允许有裂纹、结疤、折叠、麻纹、气泡和夹杂；钢材表面的锈蚀、麻点、划伤和压痕，其深度不得大于该钢板厚度负允

7、许偏差值的1/2。5.2.4、钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923规定的C级及C级以上。5.2.5、钢材端面或断口处不应有分层、夹杂等缺陷。5.3、排版5.3.1、排版时应标明所用钢板的炉批号或自编号，主材尽量减少拼接。5.3.2、上、下翼缘板和腹板的拼接缝应相互错开200mm以上，且所有拼接缝与加劲板的角焊缝之间也应相互错开200mm以上。5.3.3、上、下翼缘板和腹板排版下料时要考虑刨边余量和焊接收缩余量：翼缘板长度方向根据不同的板厚确定焊接收缩余量；腹板宽度方向放2mm 焊接收缩余量，长度方向的焊接收缩余量也根据不同板厚而定，若端头出现主材板厚

8、不等厚对接，余量放在厚板一端。5.3.4、制品工序卡中应详细注明零件切角尺寸、坡口型式、工艺要求。5.4、放样、号料5.4.1、钢卷尺必须经计量部门进行校核，并标贴修正值后才能使用，标准尺测定拉力为L30m时5kg，以确保划线、制作和现场安装用尺的一致性5.4.2、号料前应先确认材质并熟悉工艺要求，然后根据排版图、下料加工单、零件草图和电脑实样图进行号料。5.4.3、放样前，放样人员在熟悉施工图和工艺要求后，核对构件及构件相互连接的几何尺寸有否不当之处。如发现施工图有遗漏和错误以及其他原因需要更改施工图时，应取得原设计单位的同意，不得擅自修改。5.4.4、放样后须经检验员检验，以确保零件、部件

9、、构件加工的几何尺寸，形位分差、角度、安装接触面等的准确无误。5.4.5、划线后应标明基准线、中心线和检验控制点，作记号时不得使用凿子一类的工具，样冲标记其深度应不大于0.5mm，钢板上不应留下任何永久性的划线痕迹。5.4.6、钢板下料应严格按排版单中指定的钢板号进行下料。H型钢的主板及零件板下料完毕应在端头标明材质、构件号、零件编号及尺寸规格，同一整体构件的零部件宜摆放在一起，以便后续装配。5.4.7、放样和样板的允许偏差。（见表4） 表4项目允许偏差（mm）平行线距离和分段尺寸±0.5对角线1长度、宽度长度0+0.5 宽度0-0.5孔距±0.5组孔中心线距离±

10、0.5加工样板的角度±20°5.4.8、号料时应复核使用材料的规格、检查材料的外观，凡发现材料规格或材质外观不符合要求的，须及时报相关部门处理。5.4.9、母材须平整无损伤及其他缺陷，否则应矫正或剔除。若发现钢板平面度超差，下料前必须用采用机械或火焰进行矫正。火焰矫正的温度应控制在900以下；未降至室温，不得锤击钢板。5.4.10、十字柱的四大片下料采用数控或多头切割下料,下料前要先确定翼缘板、腹板的余量。余量包括宽度和长度方向的，翼板宽度加余量2mm,腹板宽度加余量2mm,长度均加余量50mm.5.4.11、下料工序完成以后，要根据设计要求开坡口，根据是否熔透和腹板厚度确

11、定坡口的大小和形式。（见图2）图25.5、切割5.5.1、下料前严格按工艺详图对照品种、规格、牌号是否一致，必要时请有关人员鉴证，应确认所用材料与图纸要求对应相符时才可切割。钢板的剪切线、气割线必须弹直，当钢板有起伏呈波浪状时应特别注意。下料切割方法有气割、剪切、冲模落料、坡口和锯切，切割前应对钢板或型材进行矫正。对接、焊接钢板或型材必须进行检验和探伤，确认合格后才准切割，不得使一次剪切的宽度超过剪板机的宽度。剪切的长度超过剪板机宽度的料要采取相应的措施。可以放加工余量在剪切后进行刨边或者用自动割刀加工。下料后应对切割面、尺寸公差、切口截面和飞溅物等进行检验，经检合格后进行合理堆放，做上合格标

12、识和编号。5.5.2、钢材的下料切割方法通常可根据具体要求和实际条件，切割方法的选用参照表5。（见表5）表5类 别使用设备适 用 范 围机械剪板机型钢冲剪机适用板厚<12mm的零件钢板、压型钢板、冷弯型钢的切削切割砂轮锯适用于切割厚度小于4mm的薄壁型钢及小型钢管。锯床适用于切割各种型钢及梁柱等构件气割自动切割适用于大的及板厚>12mm中厚钢板的切割半自动切割适用于大的及板厚>12mm中厚钢板和型钢翼缘板的切割，型钢腹板高>500mm的切割手工切割型钢腹板高<500mm的切割，修正切割。但切割面必须用砂轮片打磨处理等离子切割等离子切割机主要是切割薄钢板及不锈钢、铝

13、、铜、合金等高熔点金属5.5.3、自动、半自动气割工艺参数参照表6的规定。（见表6）表6 割嘴号码板 厚氧气压力 （Mpa）乙炔压力（MPa）气割速度（mm/min）16-100.030650-450210-200.035500-350320-300.040450-300440-600.045400-300560-800.050350-250680-1000.060300-2005.5.4、气割精度要求参照表7的规定。（见表7） 表7项目允许偏差零件的长、宽±1.0mm切割面平面度0.05t且2.0mm割纹深度0.2mm局部缺口深度1.0mm5.5.5、切割后须矫正板材由于切割所引起

14、的变形，然后按要求标上零件所属的炉批号、零件号，才能进行下一道工序。5.6、矫正和成型5.6.1、钢材的初步矫正，只对影响号料质量的钢材进行矫正，其余矫正在各工序加工完毕后再矫正或成型。5.6.2、钢材的机械矫正，一般应再常温下用机械设备进行，矫正后的钢材，表面上不应有凹陷、凹痕及其它损伤。划痕深度不得大于0.5mm，且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。5.6.3、低合金高强度结构钢允许加热矫正，其加热温度严禁超过正火温度（900），低合金钢严禁用水激冷。5.7、边缘加工5.7.1、气割的零件，当需要消除影响区进行边缘加工时，最少加工余量为2.0mm。5.7.2、机械加工边缘的深度，应能保

15、证把表面的缺陷清除掉，但不能小于2.0mm，加工后表面不应有损伤和裂缝，在进行砂轮加工时，磨削的痕迹应当顺着边缘。5.7.3、焊接坡口加工尺寸的允许偏差应符合国家气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸和埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸中的有关规定或按工艺要求。5.8、制孔及允许误差范围5.8.1、高强螺栓孔优先采用数控钻床，也可采用划线钻孔的方法，划线钻孔时，孔中心应打出冲印，以利钻孔和检验。5.8.2、螺栓孔孔径和孔距的允许偏差和检验方法应符合有关标准的规定。a.A、B级螺栓孔（类孔），应具有H12的精度，孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5m。其孔径的允许偏差应符合表8的规定。（

16、见表8） 表8序号螺栓公称直径 螺栓孔直径螺栓公称直径允许偏差mm螺栓孔直径允许偏差mm110180-0.21+0.180218300-0.21+0.210330500-0.25+0.250注：、级螺栓孔、精度，是根据现行国家标准紧固件公差螺栓、螺钉和螺母和公差与配合的分级规定确定的；.是根据现行国家标准表面粗糙度参数及其数值确定的。b.级螺栓孔（类孔），孔壁表面粗糙度Ra不应大于25um，允许偏差应符合表9的规定。（见表9） 表9项 目允许偏差直 径+10圆 度2垂 直 度0.03，且不大于2.05.8.3、螺栓孔孔距允许偏差见表10。（见表10）表10螺栓孔孔距范围500501120012

17、0130003000同一组内任意两孔间距离±1.0±1.5-相邻两组的端孔间距离±1.5±2.0±2.5±3.0备注： 1.在节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组；2.对连接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组；3.受弯构件翼板上的连接螺栓孔，每米长度范围内的螺栓孔为一组5.8.4、对于同一类型的零件进行批量加工时，应对首制件的孔径、孔位和孔壁质量进行检查，只有在首制件检验合格后，才能投入批量生产。所有零件板的制孔，应在矫平后才能进行划线和钻孔； 5.9、组装5.9.1、组装前先检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度等是否

18、符合图纸和工艺要求，确认后才能进行装配。先制作两根H型钢见图3。（见图3） 图3其中用于加工T型钢的H型钢腹板在切割时每1000留50的未切割段，如图 4。（见图4）图45.9.2、将用于制作T型钢的（腹板开缝的）H型钢沿缝割开，打磨，开坡口。（见图5） 图55.9.3、将制成的一个H型钢和两个T型钢拼装。（见图6）图65.9.4将两对称T字钢腹板间隔1000mm点焊200mm组装成整板,点焊要有足够的强度。（见图7）图75.9.5、拼装后按焊接工艺要领进行焊接和矫正。5.9.6、构件组装完毕后应进行自检和互检，准确无误后再提交专检人员验收，若在检验中发现问题，应及时进行修理和矫正。构件均应打

19、上钢印并编号，钢印处要预打磨，钢印必须清晰。5.10、型钢矫正在H型钢、T型钢焊好以后，十字组立以前必须先对H型钢和T型钢矫正。T型钢在未剖开以前要先矫正H型钢。矫正H型钢、T型钢可以使用H型钢矫正机，翼板板厚超过40mm的采用火焰矫正。5.11、十字形组立5.11.1、十字形组立是制作十字柱的关键工序。如果十字柱内有加劲板，应先装配加劲板，再组立十字。十字定位必须以型钢腹板中心线为基准，十字柱定位焊采用CO2气体保护焊，定位焊脚高度不得大于设计焊缝焊脚高度的2/3；定位焊缝长度为50mm，焊道间距为250mm。点固定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷。组立时可制作简易胎架，胎架示意图8所示：（

20、见图8） 图85.11.2、十字柱组立允许偏差（mm）。（见表12）表12项 目允许偏差高度±2.0腹板中心偏移2.0型钢错位2.0翼缘板垂直度截面宽度/100，且不大于2.05.12、十字柱的焊接5.12.1、焊接人员必须经过考试合格并取得合格证书，且持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。焊接后由检验人员进行检验，合格后标上合格标识。对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，事先进行焊接工艺评定，仔细选择焊丝直径、焊接电压、焊接电流、焊接速度、焊接层数等参数值，并根据评定报告确定相应的焊接工艺参数，以保证获得优良的焊缝。严禁低资质焊工施焊高质量的焊缝。5.12.

21、2、焊接材料应符合现行国家产品标准和设计要求，配有质量合格证明文件及检验报告等证明材料，并按照规定存放。焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准建筑钢结构焊接与验收规程JGJ81-2002的规定，并事先进行材料选配试验。5.12.3、焊接材料使用前应仔细检查，凡发现有药皮脱落、污损、吸湿、结块和生锈的焊条、焊丝、焊剂等焊接材料不得使用。5.12.4、定位焊应符合与正式焊缝一样的质量要求，焊后应彻底清除熔渣；定位焊焊缝出现裂纹，应清除后重焊。5.12.5、定位焊焊接方法必须与打底焊相同，焊接要求同正式焊接。定位焊应牢固可靠，定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。5.12.6、定位焊必须

22、避免在产品的棱角和端部等在强度和工艺上容易出问题的部位进行；T形接头定位焊应在两侧对称进行。定位焊尺寸不大于设计焊缝尺寸的2/3，不小于4mm但不宜大于8mm，特殊情况除外。H型钢柱组立时，应通长加焊牢固。5.12.7、为保证焊接质量，在对接焊的引弧端和熄弧端必须安装与母材相同材料的引出板，其坡口形式和厚度宜与构件相同。引出板的长度：手工电弧焊和气体保护焊为2550mm；半自动焊为4060mm；埋弧自动焊为50100mm。5.12.8、多层焊接宜连续施焊，每层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。5.12.9、焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。5.12.

23、10、焊缝同一部位的返修次数，不宜超过两次。5.12.11、焊接顺序的选择应考虑焊接变形，尽量采用对称焊接，对收缩量大的部位先焊接，焊接过程中应平衡加热量，使焊接收缩量小。5.12.12、预热温度要求焊接前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加热，并采用专用的测温仪器测量。预热必须做好预热记录，应符合表13规定：（见表13）表13 常用结构钢材对接最低预热温度要求钢材牌号接头最厚部件的板厚t( mm )t2525t 4050t 6060t 80T80Q2356080100Q345-80100140预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度应各为焊接施焊处的1.5倍以上，且不小于100mm

24、；预热温度宜在焊件反面测量，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75处；当用火焰加热器时正面测温应在加热停止后进行。当其他条件不变时，T型接头应比对接接头的预热温度提高25-50度。但T型接头同时施焊时应按对接接头确定预热温度。当焊接坡口角度及间隙增大时，应相应提高预热温度。5.12.13、焊接变形控制措施下料、装配时，预留焊接收缩余量，预留焊接反变形；装配前，矫正每一构件的变形，保证装配公差符合规范的要求；使用必要的装配胎架，工装夹具，隔板和撑杆；同一构件上尽量采用热量分散，对称分布的方式施焊。5.12.14、对接焊缝或有探伤要求的焊缝必须经探伤合格后，方可进入下道工序。5.12.15

25、、引弧和熄弧：引弧时由于电弧对母材加热不足，应在操作上注意防止产生熔合不良、弧坑裂纹、气孔和夹渣等缺陷的发生；另外，不得在非焊接区域的母材上引弧和防止电弧击痕。当电弧因故中断或焊缝终端收弧时，应防止产生弧坑裂纹（特别是采用CO2半自动气保焊时），一旦出现裂纹，必须彻底清除后方可继续施焊。焊后引弧和熄弧板应保留23mm气割切除，然后修磨平整；引弧板和熄弧板不得用锤击落。5.13、主焊缝焊接方式概述5.13.1、采用二氧化碳气体保护焊打底，埋弧焊多层多道焊。此种焊接方式主要用于两翼板间隙较大的情况下。一般十字间隙超过200mm,就可以采用气保焊打底，埋弧焊多层对称焊接。（见图9）图9埋弧焊时必须根

26、据钢板的厚度和品种按工艺文件采用相应的焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝倾斜角度、焊丝数目和排列方式、焊剂粒度和堆放高度，并在生产过程中严格控制焊剂的回收次数。为保证引弧端及收弧断焊接质量，在工件两断焊接引弧板及引出板，引弧板及引出板要与母材材质、厚度相同，引弧板和引出板的长度应大于或等于150mm，宽度应大于或等于80mm，焊缝引出长度应大于或等于80mm，保证引弧及收弧处质量，防止产生弧坑裂纹。施焊时层间温度控制在150200范围内，超过200应停止焊接，冷却1020分钟后再进行焊接，以减少变形，焊接过程中应随时检查焊接件的变形情况，以便利用后续焊接来调整十字柱的变形。每层施焊后

27、，应严格清理层与层之间的焊渣以及焊接缺陷，缺陷处应及时用砂轮打磨或气刨铲除之后用经烘干的3.2mm焊条进行补焊。埋弧焊完成后，应对焊接件进行清理，冷却，割去引出板及引弧板，并打磨。十字柱埋弧自动焊工艺参数参考值（见表14）表14 5.13.2、直接用二氧化碳气体保护焊焊接主焊缝。适用于两翼板间隙较小的 情况下。一般两翼板间隙小于200mm时，埋弧焊机头不能伸入十字柱内部焊 接，只能采用手工焊接。采用气保焊的焊接顺序同埋弧焊的顺序一样。5.13.3、焊后矫正十字焊完矫正也是一道关键工序。一般采用火焰矫正，火焰矫正温度值应控制在750900之间，同一部位加热矫正不得超过2次，矫正后，应缓慢冷却，不

28、得用水骤冷。矫正后的十字柱应符合表15的要求。（见表15）焊接十字柱的允许偏差(mm)表155.13.4、腹板拼接焊缝与翼缘板拼接焊缝应相互错开300mm以上。5.13.5、十字柱因形状简单，焊接工作量比较集中，因而在大批生产中宜采用高效的自动化焊接方法：半自动CO2气体保护焊T性钢与H型钢腹板的焊接和加劲板与十字柱的焊接。多丝埋弧焊H型钢两条条主焊缝的焊接。5.13.6、焊缝返修焊缝返修应由经验丰富的优秀焊工承担。焊缝返修采用碳弧气刨清除缺陷。确认彻底清除缺陷后，用砂轮机或直线磨光机清除渗碳层，然后进行补焊。返修焊缝的焊接工艺同正常焊接。5.13.7栓钉焊接栓钉用焊接瓷环，使用前应按产品说明

29、书规定的烘焙时间和温度进行烘焙。焊接前应将构件焊接面上的水、锈、油等有害杂物清除干净。使焊构件应水平放置。栓钉焊接部位四周的融化金属以形成均匀小圈而无缺陷为合格。栓钉焊焊后应进行弯曲试验检查，检查数量不应少于1；当用锤击焊钉（螺柱）头、使其弯曲至30°时，焊缝和热影响区不得有肉眼可见裂纹。5.14、预拼装为了检验构件制作的整体性，在构件出场前进行工厂拼装。5.14.1、预拼装均在工厂支撑凳或平台进行，所用的支撑凳和平台应测量找平。预拼装时，不得使用大锤锤击，检查时应拆除全部临时固定和拉紧装置。5.14.2、分段构件或构件与构件的总体预拼装，如为螺栓连接，在预拼装时，所有节点连接板均应装上，除检查各部尺寸外，还应采用试孔器检查板叠孔的通过率，应符合以下规定：当采用比孔公称直径小1.0mm的试孔器检查时，每组孔的通过率不应小于85%；当采用比螺栓公称直径大0.3mm的试孔器检查时，通过率应为100%。5.14.3、除了壳体结构为立体预拼装，并可设卡、夹具外，其他结构均为平面预拼装，预拼装的构件应处于自由状态，不得强行固定；预拼装数量可按设计或合同要求执行。5.15、十字柱的吊运和翻身5.15.1器具制作（见图10）图105.15.2、用以上吊具吊运和翻身时，要检查高强螺栓是否